實驗室建設(shè)不容忽視的15個問題
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發(fā)布時間：2020.01.09
作者：admin
實驗室建設(shè)在功能上又涉及到給水、排水、通風(fēng)、排風(fēng)、強(qiáng)電、弱電、空調(diào)、消防、廢氣廢液處理、集中供氣等復(fù)雜的工藝技術(shù)，同時還要考慮到環(huán)保、安全、可持續(xù)性發(fā)展等諸多因素，因此是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
1、合理定位，科學(xué)規(guī)劃
在構(gòu)建專業(yè)實驗室的流程中，“構(gòu)”的部分至關(guān)重要，它包括了實驗室的定位和規(guī)劃，是整個實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)和靈魂。
實驗室定位是指：
實驗室在國際、國內(nèi)的定位(要達(dá)到一個什么樣的水準(zhǔn));
實驗室在行業(yè)(系統(tǒng))內(nèi)的定位;
實驗室在社會中的定位(行使政府職能第三方檢測通用實驗室)實驗室在所處地理區(qū)域的定位。
實驗室規(guī)劃包括兩個方面：一是實驗室建筑規(guī)劃，二是實驗室工藝規(guī)劃。
實驗室建筑規(guī)劃包括建筑外觀、風(fēng)格、高度、園區(qū)布局等;實驗室建設(shè)之前，調(diào)查實驗室需求的過程實際上就是確定整個實驗室3～5年規(guī)劃的過程，因此需要進(jìn)行大量前期調(diào)研工作，既要明晰自身的需求和未來的發(fā)展方向又要廣泛地考察相關(guān)單位已建成的實驗室，學(xué)習(xí)其經(jīng)驗和教訓(xùn)。
此外，還應(yīng)該從理念上充分認(rèn)識到專業(yè)實驗室建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是對工作環(huán)境的構(gòu)建以及環(huán)境造就出的工作方式，而不是儀器和家具的簡單組合。
2、實驗室設(shè)計應(yīng)先于土建設(shè)計
“構(gòu)”應(yīng)先于“建”，只有“構(gòu)”清楚了，才可以開始“建”。就是用專業(yè)的手段將抽象構(gòu)思進(jìn)行具體實現(xiàn)的過程，包括實驗室設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護(hù)和升級等。
目前，我國對實驗室的建設(shè)沒有相關(guān)的建筑規(guī)范，因此很多實驗室在土建設(shè)計階段，沒有充分考慮到實驗室對建筑的特殊要求。正確的實驗室建設(shè)流程是首先進(jìn)行實驗室的工藝設(shè)計，然后在滿足實驗室工藝要求的前提下，進(jìn)行實驗室的土建設(shè)計。
這就要求建設(shè)單位咨詢專業(yè)的實驗設(shè)計方，在項目的土建設(shè)計階段，就及時介入。如有可能最好帶土建設(shè)計師一起參觀其他單位的實驗室以加深其認(rèn)識。
比較典型的土建設(shè)計問題包括：
1)未設(shè)計風(fēng)井，或者風(fēng)井的位置、大小、數(shù)量不能滿足要求;
2)未考慮氣瓶室，僅按消防用氣瓶室設(shè)計;
3)未對實驗室進(jìn)行整體的平面規(guī)劃，分區(qū)過于簡單或不合理;
4)未考慮儀器的使用情況;
5)未考慮特殊房間功能，如恒溫恒濕室等;
6)凈層高過低，影響管線布局，裝修后空間低矮。
3、實驗室設(shè)計與承建單位的選擇
實驗室設(shè)計與承建單位應(yīng)選擇國內(nèi)具有一定規(guī)模的企業(yè)，必須嚴(yán)格考察其設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和施工能力和資質(zhì)水準(zhǔn)，最好實地考察其已完工的項目和公司所在地。
設(shè)計單位的設(shè)計人員應(yīng)專業(yè)全面、經(jīng)驗豐富、認(rèn)真負(fù)責(zé)、隊伍穩(wěn)定。承建單位最好在實驗室所在地已承擔(dān)過建設(shè)項目，這樣比較熟悉當(dāng)?shù)厍闆r。此外，由于我國地域遼闊，南北方差異較大，因此就近原則也便于施工和后續(xù)的維護(hù)工作。
設(shè)計圖紙完成后，最好請第三方機(jī)構(gòu)和權(quán)威專家進(jìn)行詳細(xì)審核，以避免出現(xiàn)不合理的設(shè)計和重大缺陷。在施工工程中，應(yīng)要求對方配備一名富有實際經(jīng)驗的項目經(jīng)理，這樣有利于進(jìn)度控制、資源調(diào)配、溝通協(xié)調(diào)。
4、實驗室平面布局的設(shè)計
實驗室平面布局是實驗室設(shè)計的基礎(chǔ)，只有按照功能分區(qū)和工作流程的需求做好相應(yīng)的平面布局規(guī)劃才能確保后續(xù)的水、電、風(fēng)等專業(yè)的設(shè)計，可謂牽一發(fā)而動全身。因此平面布局設(shè)計階段應(yīng)盡可能地詳細(xì)考慮工作和發(fā)展的需求，合理配置空間，盡量優(yōu)化整合。
除了布局的優(yōu)化和儀器設(shè)備的擺放位置的設(shè)計外，還應(yīng)充分考慮到人員流動與物品流動的方向是否符合工作要求。例如，為了避免實驗人員頻繁跑動，前處理室應(yīng)該和儀器室在同一樓層;氣瓶室應(yīng)和氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器在同一樓層;盡量讓單層面積最大化，以避免樓層過多，每一層都要設(shè)置洗滌室、樣品室以充分利用空間;生物安全室應(yīng)合理布局潔凈區(qū)、半潔凈區(qū)、污染區(qū)，以避免交叉污染。
5、實驗室是配電系統(tǒng)
實驗室的配電系統(tǒng)是根據(jù)實驗儀器和設(shè)備的具體要求，經(jīng)過專業(yè)的設(shè)計人員綜合多方面因素設(shè)計完成的，與普通建筑有很大區(qū)別。
因為實驗室儀器設(shè)備對電路的要求比較復(fù)雜，并不是通常人們所認(rèn)為的那樣，只要滿足最大電壓和最大功率的要求就可以了。事實上有很多儀器設(shè)備對電路都有特殊的要求(例如靜電接地、斷電保護(hù)、等電位連接等)。
對配電系統(tǒng)的設(shè)計，不但要考慮現(xiàn)有的儀器設(shè)備情況，同時也要考慮實驗室?guī)啄甑陌l(fā)展規(guī)劃，充分考慮配電系統(tǒng)的預(yù)留問題及日后的電路維護(hù)等問題。
為了保證電力的可靠保障，還應(yīng)考慮不間斷電源或雙線路設(shè)計，不間斷電源的容量應(yīng)符合實際所需并保證一定可擴(kuò)增區(qū)間以滿足未來的發(fā)展所需。
此外對于某些特殊的區(qū)域，如氣瓶間則應(yīng)采用防爆電器元件以確保無安全隱患。墻上的插座應(yīng)充分考慮需求，例如樣品室應(yīng)留足冰箱的插座、前處理室應(yīng)預(yù)備離心機(jī)的插座、門口應(yīng)預(yù)留自動鞋套機(jī)的插座、走廊兩側(cè)也應(yīng)考慮到分布一些插座。
6實驗室弱電系統(tǒng)
實驗室的弱電系統(tǒng)主要包括電話、監(jiān)控、門禁、網(wǎng)絡(luò)等，弱電系統(tǒng)有一個特點即預(yù)置后不可變更，因此不能像強(qiáng)電線路一樣可以根據(jù)所需任意更改。例如，網(wǎng)絡(luò)接口應(yīng)與墻插并列，高度應(yīng)恰好高過實驗臺，這樣方便日后使用。
儀器室應(yīng)預(yù)留足夠多的網(wǎng)絡(luò)接口，不要采用地插形式而應(yīng)預(yù)留足夠長的線頭以方便儀器臺安裝時連接到臺面網(wǎng)絡(luò)接口。走廊如果很長，可以在遠(yuǎn)端預(yù)留電話線，方便工作時接打電話，無菌室內(nèi)外由于隔音效果較好，應(yīng)預(yù)設(shè)對講電話，便于溝通。門禁系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在每層實驗室的主入口處或其他需要控制出入的地方。
7實驗室空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)不僅僅是控制實驗室的溫濕度，同時還應(yīng)實驗室通風(fēng)系統(tǒng)配合，才能真正有效地保證實驗室的溫濕度和房間壓差，令人員和精密儀器有一個良好的工作環(huán)境。
實驗室所在的整棟大樓若采用中央空調(diào)則一定要能夠進(jìn)行分區(qū)域、分時段的模塊式管理，以避免加班時因不能正常使用空調(diào)而影響儀器的檢測性能。
中央空調(diào)管線的布局應(yīng)結(jié)合實驗室通排風(fēng)管道的設(shè)計，避免施工的時候交錯重疊，影響層高。極端天氣情況下，應(yīng)能確保樣品室、氣瓶室、超低溫冰箱室、精密儀器室、不間斷電源室等對溫度要求高的區(qū)域保持24小時的恒定溫度調(diào)節(jié)。
8實驗室消防系統(tǒng)
實驗室是一個特殊環(huán)境，對消防的要求相對于普通的辦公樓來說要高很多。實驗室設(shè)計要根據(jù)實驗室的具體情況(設(shè)備投資及工藝特點、實驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實驗室建筑物的特點等)，采用不同的消防措施來保障實驗室的消防安全。
如對于精密儀器室和無菌室、配電室、不間斷電源室而言，其消防就不能采用自動噴淋裝置，而應(yīng)采用氣體滅火裝置，以避免自動噴淋裝置損壞儀器設(shè)備或破壞潔凈環(huán)境。
9實驗室給排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)的管道應(yīng)耐酸堿腐蝕及有機(jī)試劑對材質(zhì)的融解，應(yīng)采用PPR或其他材質(zhì)，而不能用普通的PVC管材，同時也要根據(jù)污水的性質(zhì)、流量、排放規(guī)律并結(jié)合室外排水條件而確定方案。
由于大型實驗室下水管道復(fù)雜，應(yīng)采取必要措施避免管道堵塞滲漏，如養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣、放置濾網(wǎng)、設(shè)置存水彎、彎頭采用45°角連接等。集中供水系統(tǒng)由于成本較高，水質(zhì)不穩(wěn)定，因此不推薦使用。為了避免二次污染，可采用感應(yīng)式水龍頭，缺點是容易壞。為了美觀，熱水器可采用內(nèi)置式的即熱式電熱水器。
10實驗室集中供氣系統(tǒng)
實驗室的很多設(shè)備的運(yùn)行都需要各種各樣的氣體供應(yīng)，目前來說以集中供氣作為主流設(shè)計方案得到廣泛使用。氣瓶室的安全性必須得到保障，必須采用防爆門、泄爆窗、氣體泄漏感應(yīng)報警裝置、所有電器電路均應(yīng)采用防爆型的、還應(yīng)考慮防雷、防靜電以及空調(diào)設(shè)備。
11實驗室通排風(fēng)系統(tǒng)
實驗室供排風(fēng)系統(tǒng)是整個實驗室設(shè)計和建設(shè)過程中規(guī)模最大、影響最廣泛的系統(tǒng)之一。供排風(fēng)系統(tǒng)完善與否，直接對實驗室環(huán)境、實驗人員的身體健康、實驗設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)等方面產(chǎn)生重要影響。
通排風(fēng)系統(tǒng)完善的實驗室，應(yīng)該是環(huán)境和諧、安全、健康的工作場所。實驗室噪音、房間的換氣次數(shù)、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問題。
另外，樣品室和試劑室也應(yīng)考慮有通排風(fēng)設(shè)備，以免樣品帶來的異味影響環(huán)境;一個現(xiàn)代化的實驗室，應(yīng)設(shè)計新風(fēng)系統(tǒng);通風(fēng)柜前方的新風(fēng)口散流器應(yīng)采用可以調(diào)節(jié)方向活動室百葉設(shè)計，以避免冬夏季節(jié)外界冷熱空氣直接吹響操作者。
12實驗室操作臺的選擇
實驗室家具的選擇首先應(yīng)考慮能充分滿足工作所需，主要涉及到臺面材質(zhì)、柜體結(jié)構(gòu)與材質(zhì)、顏色搭配等要素。例如前處理室應(yīng)采用耐酸堿的陶瓷板臺面、儀器室應(yīng)采用理化板臺面等。
臺柜的結(jié)構(gòu)主要分為鋼木、鋁木、全鋼三種，實驗臺的支架又可分為C形、回形，應(yīng)根據(jù)各個單位的需求而定。每個房間臺柜的布局、種類、數(shù)量也要充分考量，邊臺、中央臺、高柜、吊柜等應(yīng)搭配得當(dāng)，避免造成日后工作的不便。此外，還有一些細(xì)節(jié)也應(yīng)考慮，例如電腦位合理配置，以避免將來使用的不便。
13、交通問題
實驗設(shè)備上樓一般采用樓梯運(yùn)輸或電梯運(yùn)輸。如考慮用樓梯運(yùn)輸設(shè)備時梯寬不小于1.8米，平臺不宜小于1.6米活荷載不小于400kg/m2，凈空不小于3米，否則有些設(shè)備帶包裝上樓十分困難。如果用電梯運(yùn)輸，電梯載重應(yīng)不小于1噸，門寬不小于1.1米，門高不小于2.1米，進(jìn)深不小于2米，這樣一般較重寬高長的設(shè)備都可以通過電梯來運(yùn)輸了。至于設(shè)備卸貨問題，只需在大樓口處(如，雨篷單梁上)設(shè)計一吊耳(明式或隱蔽式)，掛上吊練就可以輕松方便的卸下貨物。有條件的實驗室應(yīng)設(shè)計一個載人電梯，一個卸貨電梯。也有一些特情況，如電梯間間的曳引機(jī)又小又重有時采用上述兩種方式都無法運(yùn)輸，當(dāng)樓層小于六層時可采用多級伸臂式汽車吊至屋面，再設(shè)法進(jìn)入電梯間，如樓層更高時，設(shè)計時還應(yīng)考慮電梯間曳引機(jī)的運(yùn)輸問題。
14、震動和噪聲問題
震動和噪聲是實驗認(rèn)可時必須考核的環(huán)境條件。專業(yè)實驗室的建設(shè)一般必須遠(yuǎn)離有噪聲和震動的工廠，最好也不要臨街建筑，因為街道上的過往載重汽車會給實驗樓的臨街的底層帶來強(qiáng)烈的震動。實驗室的環(huán)境噪聲要求不大于70dB,有些特殊要求的實驗室，如測試家用電器噪聲的實驗室，其背景噪聲要求不大于40dB，而且越小越好，而臨街房間噪聲會增大20～30dB，很難達(dá)到對環(huán)境噪聲的要求，設(shè)計和規(guī)定房間用途時應(yīng)充分考慮到這一點。
15、實驗室室內(nèi)裝修細(xì)節(jié)
實驗室的天花應(yīng)采用小方格的扣板形式，而不應(yīng)采用大塊的整體結(jié)構(gòu)，這樣便于施工和后期維護(hù)。為了便于參觀檢查，參觀走廊兩側(cè)或大型儀器室可采用落地玻璃幕墻設(shè)計，這樣更加通透明亮，便于管理，缺點是不能在墻根預(yù)留插座，同時門的穩(wěn)定性較差，造價也較高。
實驗室若要達(dá)到最佳的視覺效果，配色也是一個考慮的方面。搭配合理的柜體、臺面、地面、天花會凸顯其卓爾不凡的高端特征，令參觀者過目不忘，令使用者身心愉悅。
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